(SPS-8)聚羧酸系高效减水剂在地铁及C50箱梁中的应用和耐久性研究 附安全高效应用聚羧酸系减水剂
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SPS-8聚羧酸系高效减水剂
在地铁及C50箱梁中的应用和耐久性研究
1、前言
20世纪八十年代早期,诞生了新一代的聚羧酸系高效减水剂,可以适应于预制混凝土和预拌混凝土。
我国聚羧酸系高效减水剂的研究始于二十世纪90年代中期,其工业化生产与应用于21世纪初期。
中国上海市建筑科学研究院首先研制成聚羧酸高效减水剂,成功用于上海磁悬浮铁路高精度轨道梁的制作和东海大桥海工混凝土及洋山深水港集装箱道堆混凝土。
近年来,中国的建设规模不断扩大,各种重点、重大基础设施、超高层建筑、高速铁路、高速公路、地铁车站、核电站、杭州湾跨海大桥等,对混凝土的施工性能和综合性能要求越来越高。
传统的木质素磺酸盐减水剂和萘系高效减水剂由于技术的局限性已不能满足现代工程需要。
所以第三代聚羧酸系高效减水剂,其掺量低、减水率高、坍落度保持能力好、对混凝土增强效果显著,能降低混凝土收缩,生产过程无废弃物,是一种能符合“环保、节能、降耗“新理念的高效减水剂,聚羧酸系高效减水剂赋予混凝土有出色的施工和易性,良好的强度发展和优异的耐久性,因此聚羧酸系高效减水剂是配制高性能混凝土和高耐久性混凝土的首选外加剂。
2、SPS-8P-1聚羧酸系高效泵送剂配制地铁车站结构商品泵送混凝土和耐久性研究及工程应用。
2.1、表1 地铁车站结构混凝土配制要求和耐久性检验参考指标
混凝土性能
2.2、以上海象牌PO42.5,SPS-8P-1聚羧酸系高效水剂配制地铁车站结构混凝土及耐久性检验结果。
表2 地铁地铁结构混凝土配合比论证试验及耐久性检验(1)
表2 (2)
注:(1)水泥PO42.5上海水泥厂(象牌)
(2)S95矿粉上海宝田
(3)II级粉煤灰上海环能粉煤灰有限公司
(4)中砂uf为2.3;泥块含量1%;表观密度2630kg/m3,紧密密度1480 kg/m3。
按JGJ52-92属III区中砂
(5)碎石5-25mm连续级配碎石,表观密度2710 kg/m3,压碎指标值为5%,针片状颗料含量8.7%,含泥量0.7%,泥块含量为0.9%,基本符合JGJ53-92标准。
2.3、以上海联合PO42.5水泥,以SPS-8P-1聚羧酸系高效泵送剂配制地下墙(C30水下)混凝土。
表3 C30水下砼配合比及强度(1)
表3(2)
SPS-8P-1聚羧酸系高效送剂已在上海地铁11号线用于C30、P10底板工程500m3,出机坍落度控制在140±30mm。
拌站反映混凝土和易性好,保坍性好,混凝土强度及耐久性均符合设计的要求。
3、聚羧酸高效减水剂在客运专线箱梁C50预应力混凝土中应用
客运专线C50箱梁(预应力混凝土)预制梁采用高性能混凝土技术,因此高性能混凝土的配合比是生产C50预制梁的关键,除满足施工强度要求外,还必须满足高性能混凝土耐久性的要求,包括抗裂、抗冻融、抗渗、抗氯离子、电通量等,要引入一定的含气量,保证混凝土的密实性,必须满足泵送混凝土的要求,坍落度的经时损失要小,不离析泌水,保证混凝土内在质量和外观美的要求。
3.1、对配制C50预应力混凝土预制梁的混凝土要求:
3.1.1、C50箱梁混凝土胶凝材料总量不超过500 kg/m3’
3.1.2、使用环境及要求:T2环境,设计年限为100年;
3.1.3、最大水胶比不应超过0.35;
3.1.4、各种材料带入的碱含量和不大于3.0 kg/m3;
3.1.5、各种材料带入的氯离子总量不大于胶凝材料总量的0.06%;
3.1.6、电通量要求小于1000C。
3.2、C50混凝土配合比研究
通过优选水泥、粉煤灰、矿粉、砂、石、外加剂和水进行试配,试验结果见表4~表6。
表4 C50混凝土配合比
注:采用PO42.5普通硅酸盐水泥;中砂,细度模数为2.7~2.8;I级粉煤灰;S95矿粉,5-20mm连续级配碎石;外加剂为聚羧酸高效减水剂。
表5 C50新拌混凝土性能
表5 C50硬化混凝土性能
3.3、后张法C50预制箱梁的工艺要求
预制箱梁的钢模就位后,浇筑混凝土现场由2台2立方米混凝土拌和机搅拌混凝土,由搅拌运输车送至现场,通过固定泵和垂直式2台播料器进行浇捣或用汽车泵(37米)进行浇捣(大约6-8小时)完成用油布复盖静停,梁体进行蒸汽养护试块进行同条件养护,混凝土强度达到60%左右,可以拆端模,混凝土强度达到80%左右,进行初张拉,移动模架再自然养护,混凝土强度达到100%。
进行终张拉接着进行压浆、封端,最终局部修饰即获得符合质量要求的梁体。
4、聚羧酸系高效减水剂配制混凝土耐久性的研究
4.1、试验用的砼材料及配合比
采用上海嘉兴港辉PO52.5水泥,上海宝田S95矿粉和上海石洞电厂F类II级粉煤灰,中砂,细度模数为2.6,粗骨料为5-20mm,连续级配碎石;外加剂分别采用SP406萘系高效减水剂,SPS-8P聚羧酸系缓凝高效减水剂及聚羧酸系SPS-FD抗冻剂和聚羧酸系SPS-8P早强抗冻剂。
试验用混凝土配合比见表7
表7 试验用混凝土配合比
4.2、试验方法
新拌混凝土性能采用混凝土坍落度指标,试验方法参照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法》标准。
混凝土抗压强度试验参照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》标准。
混凝土抗渗透性能采用混凝土电通量和氯离子扩散系数等两个技术指标表征。
试验参照JTJ275-2000《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》附录B ,混凝土抗氯离子渗透性能参照NTBUILD443《硬化混凝土抗氯离子渗透测试方法标准》。
混凝土抗冻性能采用质量损失不大于
5%,相对动弹性模量不小于60%时的冻融循环次数表示,冻融循环次数越大,则混凝土抵抗冻融的能力越强。
4.3、试验结果
4.3.1 表7 各系列混凝土性能测试结果
4.3.2 表8 各系列混凝土的质量损失和相对动弹模量比较
由表7、8可以看出:聚羧酸系高效减水剂(缓凝型或早强抗冻型、抗冻型)与萘系高效减水剂相比,对新拌混凝土性能、抗压强度、抗渗透性能等方面无明显不利影响,但其掺入混凝土中,对混凝土的抗冻性能有明显的改善,具有良好的抗冻性能,这亦是聚羧酸系高效减水剂的特性之一。
5、聚羧酸系高效减水剂在工程应用中必须注意的问题
5.1、根据GB50119-2003《混凝土外加剂应用技术规范》中“2.1.4”明确规定:掺外加剂混凝土所用原材料如水泥、砂、石、掺合料、外加剂均应符合国家现行的有关标准的规定;试配掺外加剂的混凝土时,应采用工程使用的原材料,检测项目应根据设计及施
工要求确定,检测条件与施工条件相同,当工程所用原材料和混凝土性能要求发生变化时,应再进行试配试验。
聚羧酸系高效减水剂的应用,仅做检验净浆流动度及砂浆减水率符合要求是不够严格的,必须试拌混凝土,混凝土的适应性成功才算是真正的成功。
5.2、聚羧酸系高效减水剂依然存在与水泥适应性问题,此外砂、石材料的质量以及掺合料如粉煤灰、矿粉等的质量等对掺聚羧酸高效减水的混凝土性能有一定影响,应引起重视。
5.3、聚羧酸系高效减水剂的超掺量问题。
当超量时,会产生离析、泌水、板结及含气量过大等不良现象,所以拌制掺聚羧酸系高效减水剂的混凝土时,其计量设备和计量精度必须准确和灵敏。
5.4、聚羧酸系高效减水剂严禁与萘系高效减水剂及复配产品混合应用。
若混合的话,混凝土拌合物的良好的流动性随之消失。
大大降低混凝土的坍落度和流动性,也直接影响可泵性和混凝土的强度。
所以在使用聚羧酸外加剂时,应采用单独的储存装置。
另有单独的管道和计量装置。
同一时间,同一生产线连续生产时采用同一品种外加剂其它配套设备(为混凝土搅拌设备、运输车辆及泵送设备)也要相应进行清洗。
5.5应避免聚羧酸高效减水剂与铁制材料长期接触
由于聚羧酸高效减水剂产品常呈现酸性与铁制品长期接触会发生缓慢反应,甚至使产品色泽变深、变黑,导致产品性能下降,建议采用聚乙烯塑料桶或不锈钢储存,才能保证产品储存的稳定性。
6、结语
聚羧酸系高效减水剂是属于第三代高效减水剂,具有减水率高、流动性好、适应性广、增强、保坍等综合性能,可以用于预拌和预制混凝土,减少混凝土的收缩和提高混凝土的耐久性,节约水泥,减少环境污染,使用聚羧酸外加剂能带来可观的经济效益和环保效益,建议全面推广。
这对提高建设工程质量是行之有效的。
如何安全高效地应用聚羧酸系减水剂
一、前言
聚羧酸系减水剂作为继萘系、密胺系、脂肪族系和氨基磺酸盐系减水剂之后研制生产成功的新型高效减水剂,以其在掺量较低时(固体掺量 0.15%-0.25%)就能产生理想的减水和增强效果、对混凝土凝结时间影响较小、坍落度保持性较好、与水泥和掺合料适应性相对较好、对混凝土干缩性影响较小(通常不增加干缩)、生产过程中不使用甲醛和不排出废液、so42-和cl-含量小等突出特点,从一开始就受到研究者和部分应用者的推崇。
早在20世纪90年代末,上海磁悬浮高速列车轨道梁工程的设计建设时,由于对轨道梁的收缩变形和徐变控制很严格,加之重点工程对原材料的性能要求较高,聚羧酸系减水剂得以成功应用。
本世纪开工建设的洋山深水港工程、连接上海与宁波的杭州湾跨海大桥工程中,服务基准期100年的混凝土耐久性设计理念又为聚羧酸系减水剂的推广应用创造了绝好的条件。
随着研究界、设计界和工程界对聚羧酸系减水剂技术性能的了解,以及研究界、企业界的大力宣传,聚羧酸系减水剂已被列为本世纪一项重要的产业,高速铁路、客运专线、高速公路网、大桥、隧道、大坝、高层建筑等的建设项目以前所未及的速度和工程量摆在人们面前,这需要浇注大量混凝土,而设计者更是将这些工程混凝土的高性能化寄希望于聚羧酸系减水剂。
一时间,国内众多外加剂生产厂积极筹建聚羧酸系减水剂合成生产线,另有一些从未从事过外加剂生产、经营和应用的企业也积极投身聚羧酸系减水剂行业,而更有大量的外加剂复配企业旋即声称自己能够提供性能优异的聚羧酸系减水剂,而且功能分类之细、说明书反映的性能之好,令人叹为观止。
的确,聚羧酸系减水剂在减水、降低混凝土用水量和增强方面是其它品种减水剂所不及的。
这一点尤其极大地满足了高耐久性混凝土对粉煤灰、矿渣粉掺量较大时混凝土水胶比和总用水量的控制。
但同时,我们必须清醒地认识到,对实际工程来说,“混凝土”三个字的涵义之深、承载责任之重,是所有其它工程材料所无法比拟的。
领会“原材料和配合比”仅仅了解了混凝土的一个微小部分,而深刻理解工程对其各项性能的要求,各项性能之间的复杂关系以及单个和综合性能的获得途径,可能需要耗费毕生经历。
这就是混凝土材料的复杂性。
工程界总是将水泥、掺合料、砂石集料看得过于简单,从而将解决混凝土施工性和其它各种性能要求的问题过多地寄希望于外加剂,这无形之中增加了聚羧酸系减水剂的技术重担。
再者,不考虑其它原材料以及其它原材料与外加剂之间的相互作用,而孤立地去认识外加剂问题,去指责外加剂,为外加剂工作者增添了难以名状的各种困难。
这也正是工程界过多地寄希望于聚羧酸系减水剂,而在聚羧酸系减水剂的应用和采用聚羧酸系减水剂配制的混凝土的应用方面却常常产生许多技术难题,又一时无法正确解决的原因之所在。
本文将简要回顾聚羧酸系减水剂应用取得的成果,并就聚羧酸系减水剂于这些工程中应用所表现出的一些问题,从聚羧酸系减水剂本身的应用技术特点出发,为安全高效利用聚羧酸系减水剂献言献策。
需要说明的是,本文所指的聚羧酸系减水剂以及所分析的掺聚羧酸系减水剂混凝土的各种性能表现,并非只针对经合成得到的聚羧酸系减水剂母体,而同时包括生产厂根据需要可能加入调凝剂、消泡剂或/和引气剂、增稠剂等复配而成的产品。
二、应用聚羧酸系减水剂取得的成绩
聚羧酸系减水剂是一类分子中含羧基接枝共聚物的表面活性剂。
其分子结构呈梳型;主链短,由含羧基的活性单体聚合而成;侧链长,主要为peo链;具有较高的空间位阻效应。
其具有许多独特的优点,如低掺量、高减水率、低坍落度损失、不缓凝、使用效果不受掺加顺序影响等,其某些性能还可以通过优化合成工艺而达到,如改变聚合方法可调整分散性能和引气性能等。
另外,由于聚羧酸系减水剂合成生产过程中不使用甲醛和其它任何有害原材料,环保问题也可以得到很好的解决。
过去认为聚羧酸系减水剂成本高,只适合用于高强混凝土、自密实混凝土、清水混凝土、混凝土预制构件等特种混凝土。
经过这几年对聚羧酸系减水剂的技术经济性的研究及聚羧酸系减水剂生产工艺的优化,国内原材料企业开始关注和积极转向聚羧酸盐原料的生产供应,其生产成本有所降低。
目前,聚羧酸系减水剂已不仅应用于重大工程,而且还应用于少数普通工程;不仅应用于特种混凝土,而且还应用于普通混凝土中。
据统计,我国已成功应用聚羧酸系减水剂的工程包括:上海磁悬浮列车轨道梁工程,三峡工程,溪洛渡水电站,锦屏水电站,大小洋山港工程,宁波北伦港二期工程,苏通大桥,东海大桥,杭州湾跨海大桥,北京地铁隧道工程,首都国际机场扩建工程,北京燕莎盛世大厦,杭州西湖文化广场,浙江财经学院体育中心,图书馆,实验科技楼等。
另外,我国东部地区的部分搅拌站已经开始使用聚羧酸系减水剂来配制商品混凝土。
我国四横四纵、三个城际快运共1.2万km的快速客运网,以及2.7万km既有客运网线路的改造,已为混凝土外加剂,尤其是聚羧酸系减水剂的生产和应用创造了绝好的机会。
国内外举世瞩目的京沪高速铁路全长1300公里,混凝土总方量约8000万方,如果全部使用聚羧酸盐减水剂,其用量约24万吨。
目前我国聚羧酸系减水剂的产量占减水剂总产量的比例已开始上升,上海2005年已达到5.0%以上(2004年为2.0%)。
据不完全统计,2005年我国聚羧酸系减水剂使用量约5万吨,2006年约15万吨,2007年这一纪录仍将被更改。
而价格方面,建工混凝土中使用的
国产聚羧酸系减水剂参考价格也已降至5500-6500元/吨(20%浓度),铁路客运专线使用的聚羧酸系减水剂参考价格也已降至7500-8000元/吨(20%浓度),达到可以接受的程度。
三、应用聚羧酸系减水剂遇到的问题
由于聚羧酸系减水剂被认为是一种高性能减水剂,人们总是期望其在应用中比传统的萘系高效减水剂更安全、更高效、适应能力更强,但工程中总是更多地碰到这样那样的问题,常常事与愿违,而且有些问题还是使用其它品种减水剂时所从未遇见的,如混凝土拌合料异常干涩、无法卸料,更别谈泵送浇注了;或者混凝土拌合料分层严重等。
另外,应用萘系减水剂所遇见的技术难题,通过近20年的研究已基本上从理论和实践上得到解决,而应用聚羧酸系减水剂出现的问题正在发生,还未来得及着手研究和找到正确的解决措施,无疑为聚羧酸系减水剂的安全、高效应用带来很大阻力。
虽然聚羧酸系减水剂的开发研究、生产和应用对混凝土工业的发展起着重大的作用,但毕竟聚羧酸系减水剂属于新产品,其生产技术还未被普遍掌握,工程中应用经验相对缺乏,应用时存在诸多技术难题,再加上人们对其认识程度不深,给这种新产品的全面、快速推广也形成一定阻力。
为安全、高效、功半事倍地应用聚羧酸系减水剂,为高性能的混凝土结构工程提供保证,外加剂生产者提供满足各项检测指标要求的聚羧酸系减水剂产品仅仅是问题的一个方面。
由于混凝土原材料的复杂性、多变性,工程技术要求的多样化,加之聚羧酸系减水剂区别于其它品种减水剂的性能特点,工程界应该更深入地了解这种新型产品,考虑使用这种产品可能产生的技术难题,采取有效措施避免不良现象的发生和适时解决这些难题。
四、聚羧酸系减水剂区别于传统减水剂的技术特点
(一)减水效果对混凝土原材料和配合比的依赖性大
减水率是一个十分严格的定义,仅是指按照《gb8076-1997混凝土外加剂》标准,采用基准水泥、一定的配合比,一定的搅拌工艺、控制混凝土坍落度为8+1cm时测得的数据。
但人们总是在很多不同场合借用这个词语来表征产品的减水效果,以致于经常产生误会。
聚羧酸系减水剂被证实在较低掺量情况下就具有较好的减水效果,其减水率比其它品种减水剂大得多。
但必须注意的是,与其它减水剂相比,聚羧酸系减水剂的减水效果与试验条件的关系更大。
首先,聚羧酸系减水剂的减水效果与混凝土中水泥用量关系很大。
曾经采用相同的掺量对同一种减水剂进行试验,当基准混凝土水泥用量分别为330kg/m3、 350kg/m3、380kg/m3和420kg/m3时,“减水率”分别为18%、22%、28%和35%。
有些单位送检时标明采用《jc473-2001 混凝土泵送剂》标准规定的混凝土配合比对聚羧酸系减水剂进行试验,并测定“减水率”,其结果当然比采用《gb8076-1997 混凝土外加剂》标准检测的结果要高出很多。
混凝土中集料的颗粒级配以及砂率,对聚羧酸系减水剂的塑化效果影响也非常大。
试验证明,其它条件都不变,仅把砂率在40~50%之间变化时,同种聚羧酸盐减水剂的减水率最大可相差4%。
另外,聚羧酸系减水剂和其它减水剂一样,“减水率”还取决于搅拌工艺,如果采用手工拌合,测得的“减水率”往往比机械搅拌低2-4个百分点。
如果混凝土中掺加掺合料,减水效果当然取决于掺合料的品种和掺量。
对于大掺量的掺合料混凝土,聚羧酸系减水剂的减水效果更加优于萘系减水剂。
(二)减水效果对减水剂掺量的依赖性很大
图1是胶凝材料由水泥、粉煤灰和矿渣粉组成,胶凝材料总量为477kg/m3的混凝土进行试验的结果。
可见当聚羧酸系减水剂pc 掺量由0.80%增加到1.40%时,“减水率”由18.0%提高到了32.2%,可见聚羧酸系减水剂的减水效果对其掺量的依赖性很大。
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图1 pc不同掺量时的混凝土“减水率”
(胶凝材料组成:30%水泥+20%粉煤灰+50%矿渣粉,胶凝材料用量477kg/m3)
实际工程对减水剂的性能指标要求是多方面的,如减水率、泌水率比、抗压强度比、收缩率比等。
聚羧酸系减水剂的减水效果对其掺量的依赖性很大,且随着胶凝材料用量的增加,这种依赖性更大。
举个例子,某种聚羧酸系减水剂(pca,浓度20%),在胶凝材料用量分别为330kg/m3、380kg/m3、440kg/m3和550kg/m3的混凝土中,“减水率”的变化如图2。
图2 减水效果与pca掺量、胶凝材料用量之间的关系
从图2 可见,在胶凝材料用量相同的情况下,聚羧酸系减水剂的减水效果与掺量的关系,总的来说是随着减水剂掺量增加而增大,但也经常出现例外,即到了一定掺量后甚至出现随掺量增加,减水效果反而“降低”的现象,这并不是说掺量增加其减水作用反而下降了,而是因为此时混凝土出现严重的泌水现象,混凝土拌合料板结,流动性难以用坍落度法反映了。
为加强宣传效果,有些生产单位喜欢选用工程实际中得到的较好的数据反映自己产品的减水效果,如有时用高强混凝土的配合比,试验得到某种减水剂的减水效果为 45%,就在说明书上标明这种产品的减水率为45%。
这个数据与采用标准方法测得的数据必然
相差很大。
标注掺量范围时将下限设得很低,而标注减水率时将下限抬得很高,实际上是不科学、不客观、不公正、不负责地表征自己产品的性能,到头来只会弄巧成拙,搬起石头砸自己的脚。
(三)所配制的混凝土拌合物性能对用水量十分敏感
反映混凝土拌合物性能的指标通常有流动性、粘聚性和保水性。
使用聚羧酸系减水剂配制的混凝土并不总是完全满足使用要求(图3(a)),经常会出现这样那样的问题,所以目前在实际试验时我们通常还遇到严重露石起堆(图3(b))、严重泌水(图3(c)和(d))、发散(图3(c))和起堆扒底(图3(d)) 等问题,用“露石”、“扒底”等概念来更形象地描述混凝土拌合物令人不满意的状态。
a)理想
b)严重露石
图3 使用聚羧酸系减水剂拌制的混凝土拌合物的各种性状
采用大多数聚羧酸系减水剂制备的混凝土拌合物,其性状对用水量十分敏感。
有时用水量只增加1-3kg/m3,混凝土拌合物便立刻呈现图2(d)的现象,采用这种拌合物无法保证浇注体的均匀性,导致结构物表面出现麻面、起砂、孔洞等难以接受的缺陷,且结构体强度和耐久性严重下降。
(四)所配制的大流动性混凝土容易分层离析
大部分情况下,采用聚羧酸系减水剂配制的大流动性混凝土,即使减水剂掺量、用水量控制都是最佳的,混凝土拌合物也不泌水,但却非常容易出现分层、离析现象,具体的表现是粗集料下沉,而砂浆或净浆位于集料的上部。
采用这种混凝土拌合物进行浇注,即使不振动,分层、离析也明显存在。
究其原因,主要是因为掺加这种聚羧酸系减水剂的混凝土在流动性较大时,浆体的粘度急剧减小所致。
适当复配增稠组分不仅只能在一定程度上解决此问题,而且往往面临减水效果严重降低的反作用。
(五)与其它品种减水剂的相溶性很差,无叠加的作用效果
搅拌站反映,过去制备混凝土时,可随意更换泵送剂品种,也不会出现混凝土拌合物性状与实验室结果相差很悬殊的现象,更不会出现混凝土拌合物性状的突变,但自从本搅拌站开始根据用户需要制备掺聚羧酸系减水剂的混凝土后,就经常出现一些令人十分费解的问题:设备中的混凝土拌合物性能严重偏离预先的实验结果,有时加水量已经很大,混凝土仍然很干涩,有时混凝土拌合物的坍落度损失比掺加普通泵送剂的还快,有时混凝土拌合物根本无法卸料,而取样测得的混凝土试件强度则更是低得无法令人相信!
我们都知道,传统的减水剂,如木质素磺酸盐减水剂、萘系高效减水剂、密胺系高效减水剂、脂肪族系高效减水剂以及氨基磺酸盐高效减水剂,完全可以相互复合掺加,以满足不同工程的特殊配制要求,或获得更好的经济性。
这些减水剂复配使用都能得到叠加的(大多数情况下优于单掺)使用效果,且这些减水剂的溶液都可以互溶(除了木质素磺酸盐减水剂与萘系减水剂互溶产生部分沉淀但并不影响使用效果外)。
但聚羧酸系减水剂与其它品种减水剂复合使用,却不易得到叠加的效果,且聚羧酸系减水剂溶液与其它品种减水剂溶液的互溶性本身就很差。
目前的实践证明,聚羧酸系减水剂能与木质素磺酸盐减水剂复配使用;但是,聚羧酸系减水剂十分敏感,如果掺加聚羧酸系减水剂的混凝土碰到极少量的萘系减水剂或者是它们的复配产品,都可能出现流动性变差、用水量急剧增加、流动性损失严重,混凝土拌合物十分干涩甚至难以卸料等现象,其最终的强度、耐久性将受到影响。
(六)与常用改性组分的相容性较差
由于目前对聚羧酸系减水剂科研方面的投入较少,大部分情况下,科研工作的目标只在于进一步提高其塑化减水效果方面,很难做到按照不同工程需要,通过分子结构设计合成出分别具有不同缓凝/促凝效果、不引气或不同引气性、不同粘度的聚羧酸系减水剂系列产品,再加上工程中水泥、掺合料、集料的多样性和不稳定性,外加剂生产供应者根据工程需要对自身聚羧酸系减水剂产品进行复配是在所难免的。
目前关于对减水剂的复配改性技术措施,基本上都是建立在对木质素磺酸盐系、萘系高效减水剂等传统减水剂改性措施的基础上的。
试验证明,过去的改性技术措施并不一定适合于聚羧酸系减水剂,如对萘系减水剂进行改性的缓凝成分中,柠檬酸钠就不适合聚羧酸系减水剂,它不仅起不到缓凝作用,反而有可能促凝,且柠檬酸钠溶液和聚羧酸系减水剂的互溶性差。
再者,许多品种的消泡剂、引气剂和增稠剂也不适合于聚羧酸系减水剂。
通过上面的试验及分析,我们不难看出,因为聚羧酸系减水剂分子结构的特殊性,就现阶段的科研深度和工程应用经验的积累来说,我们通过其它化学组分对聚羧酸系减水剂进行改性的手段并不多,而且由于过去针对其它品种减水剂改性所建立起的理论和标准规范,对于聚羧酸系减水剂来说,可能需要更深层次的探索研究进行修正。
(七)技术深度和产品的性能稳定性值得关注
我国混凝土减水剂合成企业真正算得上精细化工企业的不多,这个事实限制了我国混凝土减水剂的精细化程度。
笔者曾经抽取10种国内常用的萘系高效减水剂样品,匿名后送至意大利某化学品公司的试验中心进行全面分析。
结果显示,分子结构、磺化程度和聚合度最佳的只有一种,但这个产品是日本独资企业生产的。
减水剂产品的性能直接取决于产品的分子结构,在减水效果和增强效果方面,这家日本企业的产品的确无疑是首屈一指的。
混凝土减水剂性能要赶上世界先进水平,必须经过自主试验研究,简单的拿来主义思想是不可取的。
这是关于合成技术的问题。